长期有机无机肥配施对水稻产量及土壤有效养分影响

利用中国农业科学院红壤实验站开始于1982年的水稻长期定位试验,研究长期有机无机肥配施对水稻产量及土壤速效氮、磷、钾含量的动态变化(1982—2011年)特征。29年研究结果表明:长期有机无机肥配施(NPKM)能提高水稻产量,培肥地力。长期施用化肥(NPK)导致水稻产量降低。稻谷产量随着施肥量的增加而增加。在等氮投入情况下,增施化学磷肥的增产效应要高于化学钾肥,且早稻表现尤为明显;长期单施有机肥和单施化肥对稻谷产量的影响没有显著差异。随着施肥时间的延长,各处理水稻产量差异越显著。各施肥处理土壤碱解氮增加速率表现为慢-快-慢三个阶段,有机肥的施用相较单施化肥,能够显著提高土壤碱解氮含量(p0.05)。土壤有效磷的累积主要与化学磷肥的施用有关,各施肥处理土壤有效磷历年平均含量变化趋势为:NPKM、NPM、PKMNPKM、NKM(p0.01);土壤速效钾以有机肥和化学钾肥配施的处理(NPKM、NKM、PKM)增加最快,单施化学肥料的处理(NPK)增加最慢。随着氮、磷施用量的增加,土壤中氮、磷素出现盈余,但NPKM处理相比其他处理能够有效降低盈余量;各处理土壤中钾素均表现为亏缺状态,红壤性水稻田至少每年应补充投入钾素200 kg hm-2才能基本维持土壤钾素平衡。     

猪粪施用量对红壤旱地理化性质及酶活性的影响

为研究猪粪的合理施用及其对红壤旱地地力提升的效应,利用在第四纪红壤旱地中连续3年分别施用0、7.5、15、30、45 t·hm^-2猪粪的小区定位试验,比较不同处理下菠菜和玉米地上部生物量、土壤相关理化性质、碳氮磷循环相关酶活性的差异。结果表明:菠菜和玉米地上部生物量、土壤有机质、土壤全量和速效态氮磷钾含量均随猪粪施用量的增加呈线性增加。当猪粪施用量达45 t·hm^-2时菠菜、玉米平均地上部生物量分别达到11.48、20.84 t·hm^-2,土壤有机质和全氮、全磷含量分别达14.6、1.07、0.73 g·kg^-1,土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量分别达85.47、106.9、411.7 mg·kg^-1,但与猪粪施用量为15和30t·hm^-2时土壤养分含量的差异不显著,而土壤中与碳氮磷循环相关的6种酶活性则与猪粪施用量呈线性相关,且在施用量为30或45t·hm^-2时出现显著差异;6种酶活性与土壤有机质、养分含量间均具有显著或极显著正相关关...     

不同品种苋菜对砷的吸收能力及植株磷砷关系研究

利用水培试验方法,研究了不同品种苋菜对As(Ⅴ)的耐性、富集能力及其植株中P、As含量间的关系。结果表明,当营养液中As(Ⅴ)浓度为2 mg·L~(-1)时,As(Ⅴ)促进了花红柳叶、红柳叶苋菜的生长,但对其他品种苋菜的生长有抑制作用;当营养液中As(Ⅴ)浓度达到4 mg·L~(-1)时,As(Ⅴ)对所有品种苋菜的生长都有明显的抑制作用。两种As(Ⅴ)浓度处理下,苋菜不同品种地上部砷含量均为白圆叶苋菜≈红柳叶苋菜花红柳叶苋菜花红苋菜严选红圆叶苋菜。当营养液中As(Ⅴ)浓度为2 mg·L~(-1)时,苋菜地上部P含量与As含量有显著相关性(r=0.881),当营养液中As(Ⅴ)浓度为4 mg·L~(-1)时地上部P、As含量间的相关性不显著,但相关系数达到0.816。苋菜种子中P含量与两种As(Ⅴ)浓度处理下地上部As含量呈显著或极显著相关性(r=0.937,0.971)。     

不同施肥结构对稻田土壤肥力质量的影响

为探明长期不同施肥结构对湖南省稻田土壤肥力的影响,通过野外调查采样和室内测定,研究了湖南省土肥站1986年冬季在全省各地建立的、持续了18年的6个土壤肥力与施肥效益监测长期定位试验点不同施肥处理对稻田土壤肥力的影响．结果表明,与不施肥处理相比,长期有机肥与无机肥配施能全面提高土壤氮、磷、钾、有机质以及CEC含量,能有效调节土壤pH．秸秆还田和施用NK肥都能显著提高土壤速效钾的含量,施用NK肥的处理比NPK肥处理平均高48．4％;秸秆还田处理比NPK肥处理平均高32．3％．施用NP肥能显著提高土壤的速效磷含量;各化肥处理的有机质含量总体上较为稳定,而施用有机肥是增加土壤有机质含量的最有效途径,有机质与全氮和CEC含量具有极显著的正相关性（n=0．959＊＊;r2=0．914＊＊）．     

几种叶类蔬菜对砷吸收及累积特性的比较研究

运用水培试验方法,比较了5种叶类作物对砷的吸收特性.结果表明,当营养液中砷浓度为2、4、8 mg· L-1时,芹菜(Apium graveolens L.)、苋菜(Amaranthus mangostanusL.)和空心菜(Ipomea aquatica L)地上部分生物量均显著降低(P＜0.05),而莴苣(Lactuce sativa var.longifolia)和生菜(Lactuce sativaL.)的地上部生物量与CK相比差异不显著,表现出相对更高的耐受性;从不同叶类蔬菜对砷的累积来看,在培养液砷浓度为10 mg·kg-1时,空心菜地上部分对砷的累积量最高、达1623 μg· pot-1,莴苣最低、为45.58 μg·pot-1,5种叶类蔬菜累积量大小顺序为:空心菜＞芹菜＞苋菜＞生菜＞莴苣.不同砷浓度培养液下,莴苣和生菜对砷的转移系数均值分别为0.02和0.03,富集系数均值分别为2.75和2.66,低于其他蔬菜.该研究结果为应用水培方法快速初步筛选砷低吸收作物提供了依据.     

不同施肥方法对双季稻区水稻产量及氮素流失的影响

为保障粮食安全,减少稻田生态系统氮肥投入,提高氮肥利用率和减少氮素流失成为重要的农业和环境措施。本研究在位于湖南岳阳的农业部岳阳农业环境科学观测实验站开展为期1年的早稻、晚稻田间试验,比较了不施肥(T_1)、尿素常规施肥(T_2,施N 280 kg·hm~(-2)、P_2O_5 165 kg·hm~(-2)、K_2O 120 kg·hm~(-2))、控释肥常规施用(T_3,施N 230 kg·hm~(-2)、P_2O_5 165 kg·hm~(-2)、K_2O 120 kg·hm~(-2))、高量控释肥侧条施用(T_4,施N 230 kg·hm~(-2)、P_2O_5 138 kg·hm~(-2)、K_2O 120 kg·hm~(-2))、中量控释肥侧条施用(T5,施N 180 kg·hm~(-2)、P_2O_5 123 kg·hm~(-2)、K_2O 120kg·hm~(-2))及低量控释肥侧条施用(T6,施N 140 kg·hm~(-2)、P_2O_5 123 kg·hm~(-2)、K_2O 120 kg·hm~(-2))下氮肥的养分利用率、作物产量及氮素流失情况,以期为稻田氮素合理利用提供理论依据。研究结果表明,控释肥侧条施用可有效提高水稻的产量和氮肥利用率,减少面源流失。1)在减少稻田秧苗数量和氮肥施用量的条件下,T_4处理的水稻早晚稻产量分别比T_2处理增加13.17%和4.72%,与T_3处理相比亦分别增加7.27%和1.74%;2)侧条施肥处理有效降低了稻田氮素流失量,年氮流失量为0.466~0.673 kg×hm~(-2),比常规施肥处理降低地表径流氮流失量3.54%~29.36%;3)侧条施肥有效提高了氮肥利用率,T_4处理的氮肥利用率分别是T_2、T_3处理的1.70倍和1.22倍。因此,采用合适的施肥方式、配施适量控释氮肥可获得较高的产值和收益。高量控释肥侧条施用(T_4)是本研究区域最佳的施肥模式,对实现现代化农业生产的高产高效、资源节约和生态环境保护具有重要意义。     

不同配方施肥对长期缺施钾肥的红壤性水稻土微生物特性的影响

为了验证平衡施肥对长期缺施钾肥的南方红壤性水稻土的修复效果,通过2年盆栽试验,以五种不同施肥处理（NPK、NPKSi、NPKOM、NPhK、NPhKOM）,研究了长期缺施钾肥的水稻土的微生物特性,结果发现,在对照（NPK）基础上增施硅肥（NPKSi）、钾肥（NPhK）能促进细菌和放线菌数量的增长,提高微生物活度,加速微生物量N、P的转化,同时也能提高微生物量C。相反,在淹水条件下配施有机肥（NPKOM）,由于降低了水稻根际环境的氧化还原电位,使根际微生物生长萎缩,微生物活度、微生物量C无显著提高;虽然土壤微生物量N、P随之增加,但有机N的矿化减弱,植株可吸收的有效态养分减少。增施钾肥的同时配施有机肥（NPhKOM）具有增施钾肥的优点,即可提高微生物活度、提高微生物量C,加速有机N、P的矿化,但同时也会减少微生物数量。因此在缺钾水稻土的修复实践中,常规施肥的基础上对水稻增施硅肥、钾肥应是有效举措,而配施有机肥则须谨慎:有机肥或须适量酌施,或须结合增施钾（硅）肥。     

离子强度和磷酸盐对铁铝矿物及土壤吸附As（V）的影响

选用针铁矿、赤铁矿、水铁矿、水铝矿4种铁铝矿物以及性质差异较大的黑土、紫色土和红壤3种土壤,研究离子强度和磷酸盐对其吸附As(V)的影响。结果表明,在0.01、0.1、1mol.L-13种离子强度下,矿物和土壤对As(V)的吸附量无明显差异或随离子强度增大而增大,其对砷的吸附以专性吸附为主。磷酸盐对矿物和土壤吸附砷的影响与其添加顺序及摩尔浓度比有关。水铝矿和水铁矿在这3种添加顺序下的砷吸附量无明显差异,仅在P/As摩尔比较大时表现出下降趋势;而在针铁矿和赤铁矿两种矿物上,先添加砷时的砷吸附量高于先添加磷时或两者同时添加时,且砷吸附量随P/As摩尔比的增加而逐渐下降。在黑土、紫色土和红壤上,先添加砷比先添加磷或两者同时添加时的砷吸附量均要高,尤其是在紫色土上。随P/As摩尔比升高,土壤对砷的吸附量表现出下降趋势。     

生石灰和钙镁磷肥对晚稻生长及稻米镉含量的影响

为研究不同培肥措施对镉污染稻田的修复效果,采用小区试验的方法,研究了生石灰和钙镁磷肥及与化肥、有机肥配施对土壤镉有效性、水稻生长和稻米镉含量的影响。结果表明:施用生石灰、钙镁磷肥可以显著提高土壤pH值,其增幅为10.5%～16.1%,其中耦合石灰、钙镁磷肥和化肥(NPKML)处理增幅最大,达到16.1%,施用生石灰次之、钙镁磷肥增幅最小。有机肥与生石灰、有机肥与化肥和生石灰配施可使土壤有效镉含量降低7.9%～23.5%、使糙米的镉含量降低35.1%～47.5%,其中NPKML对两者的降低效果最佳。施用生石灰、钙镁磷肥等对水稻生长和稻谷品质没有显著影响。研究表明,有机肥、化肥、钙镁磷肥和石灰合理配施,对镉污染稻田修复具有较好的效果。     

外源砷形态和添加量对作物生长及吸收的影响研究

采用盆栽模拟试验,研究了不同形态外源砷对小油菜生长及吸收砷的影响.结果表明,添加低量砷有利于提高小油菜的出苗率,而高量砷则导致出苗率显著下降.其中,当砷添加量为90 mg·kg-1时,二甲基砷(DMA)和As(Ⅴ)处理下小油菜的出苗率比对照分别降低了20.7%和19.5%.随着砷添加量的增加,添加DMA处理小油菜的生物量不断下降,而添加As(Ⅴ)处理在添加量小于15mg·kg-1时对小油菜具有一定的增产效果,超过15 mg·kg-1时则随着添加量的增加而下降.无论是添加DMA还是As(Ⅴ),小油菜植株中的砷含量均有随添加量增加而升高的趋势.与此同时.随着外源砷添加量的增加,土壤中有效态砷的含量亦呈显著增加的趋势(P<0.01),其中,添加DMA时的增加趋势更为明显,且其生物有效性和植物毒性均大于As(Ⅴ).